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第1章 逻辑代数基础 1

1.1 概述 1

1.1.1 数字电路和模拟电路 1

1.1.2 数字信号与逻辑电平 1

1.1.3 脉冲波形与数字波形 2

1.2 数制和码制 3

1.2.1 数制及数制间的转换 3

1.2.2 码制 7

1.3 逻辑代数中的基本运算 9

1.3.1 逻辑与 9

1.3.2 逻辑或 9

1.3.3 逻辑非 10

1.3.4 复合逻辑 10

1.4 逻辑代数中的公式 12

1.4.1 基本公式 12

1.4.2 若干常用的公式 13

1.5 逻辑代数中的基本定理 14

1.5.1 代入定理 14

1.5.2 反演定理 14

1.5.3 对偶定理 14

1.6 逻辑函数的表示方法 15

1.6.1 逻辑函数 15

1.6.2 逻辑真值表 15

1.6.3 逻辑函数式 16

1.6.4 卡诺图 17

1.6.5 逻辑图 19

1.6.6 各种表示方法间的互相转换 19

1.7 逻辑函数的化简方法 20

1.7.1 逻辑函数的种类及最简形式 20

1.7.2 公式法化简 21

1.7.3 卡诺图法化简 23

1.7.4 具有无关项的逻辑函数及其化简 25

小结 26

习题 27

第2章 常用半导体器件的工作原理和开关特性 31

2.1 半导体的基本知识 31

2.1.1 半导体的特性 31

2.1.2 本征半导体 31

2.1.3 杂质半导体 32

2.2 半导体二极管 33

2.2.1 PN结及其单向导电性 33

2.2.2 二极管的结构 35

2.2.3 二极管的伏安特性 36

2.2.4 二极管的主要参数 37

2.2.5 二极管的应用 37

2.2.6 二极管的开关特性 39

2.3 半导体三极管 40

2.3.1 三极管的结构 40

2.3.2 三极管的电流放大作用 41

2.3.3 三极管的输入和输出特性曲线 44

2.3.4 三极管的主要参数 46

2.3.5 三极管的开关特性 48

2.4 场效应管 50

2.4.1 结型场效应管 50

2.4.2 绝缘栅场效应管 55

2.4.3 场效应管的主要参数 59

2.4.4 场效应管的开关特性 60

小结 61

习题 62

第3章 门电路 66

3.1 概述 66

3.2 分立元器件门电路 66

3.2.1 二极管与门 66

3.2.2 二极管或门 67

3.2.3 三极管非门 68

3.3 TTL门电路 68

3.3.1 TTL非门的电路结构和工作原理 69

3.3.2 TTL非门的外特性 71

3.3.3 其他类型的TTL门电路 74

3.3.4 TTL系列门电路 80

3.4 CMOS门电路 81

3.4.1 CMOS反相器的电路结构和工作原理 81

3.4.2 其他类型的CMOS门电路 82

3.4.3 CMOS传输门电路的组成和工作原理 82

3.4.4 CMOS系列门电路的性能比较 83

3.5 集成门电路实用知识简介 85

3.5.1 多余输入端的处理方法 85

3.5.2 TTL电路与CMOS电路的接口 85

3.5.3 门电路带负载时的接口电路 87

小结 88

习题 89

第4章 组合逻辑电路 96

4.1 概述 96

4.2 组合逻辑电路的分析和设计方法 96

4.2.1 组合逻辑电路的分析方法 96

4.2.2 组合逻辑电路的设计方法 97

4.3 若干常用的组合逻辑电路 99

4.3.1 编码器 99

4.3.2 译码器 104

4.3.3 数据分配器 112

4.3.4 数据选择器 114

4.3.5 加法器 119

4.3.6 数值比较器 122

4.4 组合逻辑电路中的竞争-冒险现象 124

4.4.1 竞争-冒险现象 124

4.4.2 竞争-冒险现象的判别方法 125

4.4.3 消除竞争-冒险现象的方法 126

小结 127

习题 128

第5章 触发器 132

5.1 概述 132

5.2 触发器的电路结构与动作特点 132

5.2.1 基本RS触发器的电路结构与动作特点 132

5.2.2 同步RS触发器的电路结构与动作特点 135

5.2.3 主从RS触发器的电路结构与动作特点 138

5.2.4 主从JK触发器的电路结构与动作特点 140

5.2.5 边沿触发器 143

5.3 触发器的主要参数 149

5.4 不同类型触发器之间的转换 150

5.4.1 JK触发器转换成其他功能的触发器 151

5.4.2 D触发器转换成其他功能的触发器 152

小结 153

习题 154

第6章 时序逻辑电路 162

6.1 概述 162

6.1.1 时序逻辑电路的特点 162

6.1.2 时序逻辑电路的组成和功能描述 162

6.1.3 时序逻辑电路的分类 163

6.2 时序逻辑电路的分析方法 163

6.2.1 同步时序逻辑电路的分析方法 163

6.2.2 异步时序逻辑电路的分析方法 167

6.3 计数器 168

6.3.1 同步计数器 168

6.3.2 异步计数器 176

6.3.3 任意进制计数器 180

6.4 寄存器和移位寄存器 185

6.4.1 寄存器 186

6.4.2 移位寄存器 187

6.5 移位寄存器型计数器 192

6.5.1 环形计数器 192

6.5.2 扭环形计数器 192

6.6 顺序脉冲发生器和序列信号发生器 194

6.6.1 顺序脉冲发生器 194

6.6.2 序列信号发生器 194

6.7 时序逻辑电路的设计方法 196

6.7.1 同步时序电路的设计方法 196

6.7.2 异步时序电路的设计方法 200

小结 203

习题 204

第7章 脉冲波形的产生与整形 210

7.1 概述 210

7.2 555定时器 210

7.2.1 555定时器的电路结构 211

7.2.2 555定时器的工作原理 211

7.3 施密特触发器 212

7.3.1 施密特触发器的特点 212

7.3.2 用555定时器构成的施密特触发器 212

7.3.3 集成施密特触发器 214

7.3.4 施密特触发器的应用 214

7.4 单稳态触发器 216

7.4.1 单稳态触发器的特点 216

7.4.2 用555定时器构成的单稳态触发器 216

7.4.3 集成单稳态触发器 217

7.4.4 单稳态触发器的应用 220

7.5 多谐振荡器 222

7.5.1 多谐振荡器的特点 222

7.5.2 用555定时器构成的多谐振荡器 222

7.5.3 石英晶体多谐振荡器 224

7.5.4 压控振荡器 225

小结 226

习题 226

第8章 数／模和模／数转换 232

8.1 概述 232

8.2 数／模（D/A）转换器 233

8.2.1 D/A转换器的主要电路形式 233

8.2.2 D/A转换器的输出方式 236

8.2.3 D/A转换器的主要技术指标 237

8.2.4 集成D/A转换器 238

8.3 模／数（A/D）转换器 241

8.3.1 A/D转换器的基本工作原理 241

8.3.2 A/D转换器的主要电路形式 243

8.3.3 A/D转换器的主要技术指标 250

8.3.4 集成A/D转换器 251

小结 252

习题 253

第9章 存储器和可编程逻辑器件 257

9.1 概述 257

9.1.1 存储器 257

9.1.2 可编程逻辑器件 258

9.2 只读存储器的分类及工作原理 259

9.2.1 只读存储器的分类 259

9.2.2 只读存储器的电路结构及工作原理 260

9.2.3 常用的只读存储器 262

9.3 随机存储器 264

9.3.1 RAM的电路结构及工作原理 264

9.3.2 RAM的存储单元 266

9.3.3 常用的随机存储器 267

9.4 存储器的扩展 268

9.4.1 位扩展方式 268

9.4.2 字扩展方式 268

9.5 可编程逻辑器件 269

9.5.1 PLD的电路表示法 269

9.5.2 低密度可编程逻辑器件 270

9.5.3 高密度可编程逻辑器件 273

9.6 可编程逻辑器件的编程 276

9.6.1 并口下载电缆ByteBlaster的内部电路与信号定义 277

9.6.2 编程配置方式 277

小结 280

习题 280

第10章 VHDL语言基础 283

10.1 概述 283

10.2 VHDL设计实体的基本结构 284

10.2.1 库和程序包 284

10.2.2 实体 285

10.2.3 结构体 286

10.3 VHDL语言规则 287

10.3.1 VHDL文字规则 287

10.3.2 VHDL数据类型 289

10.3.3 VHDL数据对象 291

10.3.4 VHDL运算符和操作符 292

10.4 VHDL的顺序语句和并行语句 293

10.4.1 顺序语句 293

10.4.2 并行语句 297

小结 300

习题 301

第11章 VHDL在数字单元电路设计中的应用 304

11.1 组合逻辑电路的设计 304

11.1.1 基本逻辑门电路的设计 304

11.1.2 优先编码器的设计 306

11.1.3 3-8译码器的设计 307

11.1.4 显示译码器的设计 308

11.1.5 数据选择器的设计 309

11.1.6 加法器的设计 311

11.1.7 数值比较器的设计 313

11.2 时序逻辑电路的设计 313

11.2.1 触发器的设计 314

11.2.2 锁存器的设计 314

11.2.3 寄存器的设计 316

11.2.4 计数器的设计 318

11.3 存储器的设计 320

11.3.1 ROM的设计 320

11.3.2 RAM的设计 321

小结 322

习题 322

附录 MAX＋plusⅡ使用简介 324

参考答案 332

参考文献 361